本文關(guān)鍵詞：水溶性聚噻吩衍生物熒光探針的制備及其在生物分析中的應(yīng)用

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【摘要】：共軛聚電解質(zhì)具有良好的生物相容性以及熒光信號放大效應(yīng),作為光學(xué)探針材料在生物傳感器領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。三磷酸腺苷(ATP)和肝素是兩種重要的生物分子,其含量異常往往與人類的某些疾病直接相關(guān)聯(lián)。因此,建立簡單、快速、靈敏和準(zhǔn)確的分析檢測方法不僅有助于推動生命過程的研究,同時對于臨床診斷、藥物分析、藥物開發(fā)等領(lǐng)域也有著重要的實際意義。聚噻吩類光學(xué)探針,由于其構(gòu)象及聚集狀態(tài)對外界的刺激如溫度、溶劑、離子強度及底物等極為敏感,并且這種構(gòu)象與聚集態(tài)的改變伴隨著明顯的顏色變化和熒光的自淬滅,因此作為一類比色與熒光雙重響應(yīng)的探針材料日益受到廣大研究者的追捧。在本論文中,我們設(shè)計合成了兩種聚噻吩衍生物PT-1和PT-2,研究了它們與生物分子底物(ATP和肝素)之間的相互作用和傳感性能,并對底物誘導(dǎo)的聚噻吩鏈的聚集與解聚集傳感機制進行了探討。具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)水溶性聚噻吩衍生物PT-1與PT-2的合成及表征。通過無水FeCl_3氧化聚合法制備了兩種聚噻吩衍生物,并通過核磁共振光譜(NMR)、元素分析(EA)、凝膠滲透色譜(GPC)等方法對它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)進行了表征及確認(rèn)。(2)PT-1與ATP的相互作用及傳感性質(zhì)。PT-1側(cè)鏈上帶正電荷的季銨鹽基團能夠與ATP上帶有負電荷的磷酸基團通過靜電相互作用結(jié)合;而其側(cè)鏈上的萘基團可與ATP上的腺嘌呤基團發(fā)生π-π相互作用。這兩種協(xié)同的相互作用促使聚噻吩主鏈由非平面構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫鏄?gòu)象,進而通過π-π堆積形成聚集體。當(dāng)在PT-1的tris-HCl緩沖溶液(10mM,pH=7.4)中加入ATP后,其紫外-可見吸收光譜發(fā)生紅移,溶液的顏色由黃色變?yōu)樯钭仙?Job’s plot實驗表明PT-1與ATP的結(jié)合比為1:1,結(jié)合常數(shù)為6050 M~(-1);在飽和狀態(tài)下PT-1的熒光幾乎被完全淬滅,淬滅常數(shù)為4.4×10~6M~(-1);利用PT-1作為熒光探針,ATP的檢測限可低至9.5×10~(-7)M。(3)PT-2與魚精蛋白和肝素的相互作用及傳感性質(zhì)。PT-2側(cè)鏈上帶有負電荷的磺酸鈉基團與魚精蛋白中帶有正電荷的氨基通過靜電相互作用結(jié)合形成復(fù)合物,其結(jié)合常數(shù)為4.5×10~7 M~(-1),淬滅常數(shù)為1.65×10~7 M~(-1)。PT-2/魚精蛋白復(fù)合物的形成導(dǎo)致了PT-2的熒光被淬滅。當(dāng)向此復(fù)合物體系中加入肝素后,由于肝素與魚精蛋白的特異性結(jié)合,使PT-2/魚精蛋白復(fù)合物發(fā)生解締合,PT-2的熒光被恢復(fù)。基于此原理,一種熒光開啟型肝素傳感體系被成功構(gòu)建,實現(xiàn)了對肝素的靈敏檢測,其熒光強度的變化與肝素的濃度在0-14μM范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：生物傳感器 聚噻吩 熒光探針 ATP 肝素
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O633.5;O657.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 共軛聚合物生物傳感器概述9-14
• 1.1.1 生物傳感器簡介9
• 1.1.2 共軛聚合物生物傳感器9-13
• 1.1.3 共軛聚合物生物傳感器研究進展13-14
• 1.2 聚噻吩光學(xué)探針的特點及優(yōu)勢14-16
• 1.3 聚噻吩光學(xué)探針在生物分析中的應(yīng)用16-17
• 1.4 課題的提出及主要內(nèi)容17-18
• 第二章 水溶性聚噻吩衍生物的合成及結(jié)構(gòu)表征18-26
• 2.1 實驗試劑和儀器18-19
• 2.1.1 實驗試劑18-19
• 2.1.2 實驗儀器19
• 2.2 合成步驟及表征19-26
• 2.2.1 水溶性聚噻吩PT-1的合成及表征19-23
• 2.2.2 水溶性聚噻吩PT-2的合成及表征23-26
• 第三章 水溶性聚噻吩衍生物PT-1對ATP的傳感性質(zhì)26-39
• 3.1 引言26-27
• 3.2 紫外-可見光譜滴定27-29
• 3.3 熒光光譜滴定29-31
• 3.4 圓二色光譜31
• 3.5 聚集性質(zhì)研究31-32
• 3.6 化學(xué)計量比測定32-33
• 3.7 選擇性33-35
• 3.8 其他離子的干擾性35-37
• 3.9 底物分子結(jié)構(gòu)對探針聚集性質(zhì)的影響37-38
• 3.10 傳感機理38
• 本章小結(jié)38-39
• 第四章 水溶性聚噻吩衍生物PT-2對肝素的傳感性質(zhì)39-51
• 4.1 引言39
• 4.2 肝素、魚精蛋白的化學(xué)結(jié)構(gòu)及傳感機理39-40
• 4.3 紫外-可見光譜滴定40-42
• 4.4 熒光光譜滴定42-44
• 4.5 聚集性質(zhì)研究44-45
• 4.6 選擇性45-47
• 4.7 其他離子的干擾性47-48
• 4.8 溶液pH值的影響48-49
• 4.9 肝素的定量49-50
• 本章小結(jié)50-51
• 第五章 全文總結(jié)51-53
• 參考文獻53-57
• 發(fā)表論文和科研情況說明57-58
• 致謝58-59

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